刀库是数控加工中心的重要组成部件，由于数控机床自动换刀动作步骤多，涉及的传感器也多，过程复杂，因此容易发生故障，刀库的故障发生率较高。本文以DMU70E加工中心为例对DMG机床的双刀链刀库维修与调整方法进行一些探讨。

 1.刀库故障

  DMU70E加工中心的刀库采用双刀架链式结构，有刀架1、刀架2两个链式刀架，控制系统采用欧姆龙PLC+变频器控制。

   一台DMU70E加工中心在自动换刀过程中主轴与刀架2发生碰撞，导致刀架倾斜，刀架的刀爪损坏，刀库在后来重新换刀时，电机1、2均出现过载报警，两个刀架都无法旋转。

 双刀架链式刀库

   2.故障原因分析及处理

    DMU70E加工中心的刀库是双刀架链式结构，刀架1和刀架2在机械机构上并排独立，相互没有干涉和联接，刀架1和刀架2的动作由欧姆龙PLC与NC进行通讯控制，刀架制动由变频电机控制。  

DMU70E加工中心在自动换刀时主轴与刀架2碰撞后，刀架1和刀架2旋转时均出现电机过载报警，刀链无法旋转。由于刀架1、刀架2相互独立，刀架2发生撞击在机械结构上不会影响刀架1，但刀架1、刀架2同时发生电机过载报警，因此故障是刀架1、2共用部分或因素导致。根据故障现象、刀库结构及控制方式，问题可能发生在数控系统、PLC与变频驱动、机械结构上，或几方面都有问题。

    （1）机床数控系统故障导致DMU70E加工中心刀库故障

  DMU70E加工中心的刀库驱动主要由欧姆龙PLC+变频器控制，欧姆龙PLC与数控系统，以及驱动之间是通过数据总线进行数据传输和控制的，如果数控系统与PLC的通讯发生故障或数控系统身发生故障，刀库动作就会发生异常，发生碰撞或故障。

   DMU70E加工中心的数控系统是海德汉ITNC530系统，数控系统与欧姆龙PLC通过profibus总线进行通讯。如果数据总线出现故障或接触不良，数据传输受到干扰，就有可能在链路上传输的数据一个或多个帧出现数据丢失或出错，导致刀库动作混乱。因此对profibus总线进行测试，结果发现，该总线正常，能够正常通讯，刀库故障不是由profibus总线导致。

   该机床如果不进行刀库自动换刀而对主轴采用手动换刀，能正常运行和加工，无任何报警，因此数控系统原因导致刀库故障的可能性不大，对该机床进行数控系统GOSHT备份数据恢复也发现，备份数据恢复后开机测试，故障现象依然存在，没有发生变化，所以刀库故障由数控系统导致的可能性可以排除。

    （2）欧姆龙PLC和变频器出现故障的可能性

  
    DMU70E加工中心的刀库采用欧姆龙PLC与变频器驱动控制，如果欧姆龙PLC出现故障,就会导致刀架运动逻辑错误，定位不准，主轴与刀架发生碰撞；如果变频器输出功率下降电机本身特性下降，则电机旋转时也会出现过载或过流。

      为测试主轴与刀架碰撞以及刀架无法旋转是否由PLC逻辑错误引起，可以把刀架1和刀架2的驱动电机从刀架上脱开、分离，使电机处于空载状态进行测试。电机脱开后，对刀库进行运行测试，测试结果发现，两个刀库电机能够正常运转，没有发生过载或过流报警，但是重新把电机安装到刀架上后，又发生过载报警，两个刀架都无法旋转。因此刀库故障不是由PLC逻辑导致。

   电机空载能够运行，带载后出现过流过载，可能的原因有变频器、电机故障或刀链机械磨损、卡死导致。如果变频器本身存在故障，IGBT性能下降，内阻增大，那么变频器能够进行逆变，输出电流，但是由于内阻变大，输出电流将变小，输出扭矩变小，电机就无法进行正常带载。

     对变频器、电机进行测试发现，变频器、电机阻值正常，没有发现明显的问题。为确认主轴与刀架碰撞以及刀架无法旋转是否由变频器、电机的故障或性能下降导致，更换全新的变频器和电机进行测试。测试结果发现，更换全新的变频器和电机后，刀库运行过载的报警仍然没有消除，因此主轴与刀架碰撞以及刀架无法旋转由变频器、电机的故障或性能下降导致的可能性可以排除。

  （3）刀链机械故障导致刀库运行出现过载报警

  当脱开电机与气源及锁紧装置后，刀架的刀链就处于自由状态，手动旋转刀链应该能使刀链运动。但手动旋转刀链后，发现刀链卡死无法运行，因此可以认为主轴与刀架碰撞以及刀架无法旋转是由刀链卡死，机械运动不灵活导致。

   把刀架分解后发现，刀链托架、刀链、旋转轴承、传感器等全部被油泥腻死（见图2、图3），刀链无法正常运行。由于刀链托架、刀链、旋转轴承、传感器等被油泥腻死失效，所以刀库刀链运转不顺畅，刀爪定位不准确，导致主轴与刀架碰撞，电机运动过载。造成刀链托架、刀链、旋转轴承、传感器等被油泥腻死的原因主要是该机床为高速加工设备，主轴转速24000r/min，在这个转速下，切削液雾化，油雾通过缝隙发散，然后粘附在机床表面上，如果清理保养不当，就会导致机械部件运转不灵活，出现故障。

    把刀链托架、刀链、旋转轴承、刀爪等机械部件用清洗浸泡，去除油腻污垢，并重新组装，机械部件组装，更换失效的传感器。机械部件及传感器安装完成后，手动旋转刀链，结果表明，刀链运转灵活正常。